背景
北美肉類包裝廠正在迅速倒閉,還有許多廠正遭受著財政危機。Mariah公司也不例外。數(shù)據表明肉類包裝廠能耗是第三大經濟消耗(排在原產品和員工之后),而肉廠對錢消耗在何處沒有概念。事實上,費用支出如此巨大,Mariah公司已從本地電力機構,尋找到一個"無需成本"能源審查。而肉廠管理(包括廠長John Stadler)閱讀到賬單報告,卻發(fā)現(xiàn)這個節(jié)約的建議只是照明系統(tǒng)中使用更多的能源節(jié)約燈泡,他們意識到這個賬單在Mariah設備中對于復雜的系統(tǒng)毫無線索。每年的經費三分之二花費在電力上,這已清晰表明公司如果想挽回局面就需要減少電力開銷。
為了更好了解并控制能源賬單,Mariah公司向Holmes Energy公司求助,該公司是能源消耗、系統(tǒng)運營、控制、維護方面的專家。Holmes Energy公司決定Marish肉類包裝廠能源管理項目首先應該是探索。包括搜集設備清單、系統(tǒng)框架理圖以及過去的電力、氣體、水、污水相關設備故障及消耗的記錄報告,。進一步的檢測和討論顯示何時電力、制冷壓縮機、冷卻塔、空氣壓縮機、泵、照明及各種設備都在持續(xù)運行,并都認為消耗很多能源。問題是,能源用到哪里去了?
監(jiān)測及數(shù)據采集
為了回答這個問題,Holmes Energy公司設計并安裝了AutoPilot Energy Information System(AutoPilot能源信息系統(tǒng))進行監(jiān)測、識別、管理,并最終減少Mariah公司的電力消耗。AutoPilot系統(tǒng)基于Opto 22硬件,在關鍵位置安裝了多套Opto系統(tǒng),包括貫穿工廠和機器及設備的IO、設備的電力表。與Mariah公司的獨立機器和設備的連接,提供監(jiān)測甚至微小的電力改變,以及精確識別大型能耗的能力。"只監(jiān)測電表將顯示何時電能消耗,但是Opto I/O被證明具有更多的好處,可精確追蹤工廠內資金都流向了何處",Holmes公司解釋。
因為Marish公司主要的設備大部分已擁有獨立、正常工作的控制系統(tǒng),工廠操作人員熟悉并能良好適應它們,AutoPilot系統(tǒng)設計的只是用于直接監(jiān)測和數(shù)據采集的,。AutoPilot系統(tǒng)硬件也利用標準通信技術,允許Holmes公司遠程接入及每天通過PC瀏覽能量數(shù)據,并提供不斷的分析及建議。
顯示的是實際的工廠及設備實時及歷史用戶界面由系統(tǒng)提供,,因為信息由圖標形式展現(xiàn),Mariah公司操作及維護人員直觀易懂。設備運行和消耗的報告不僅在能量單元可見,也可從資金消耗上獲得。這種形式的數(shù)據報告允許廠長Stadler和其他人明白每個系統(tǒng),每天每小時花費的資金。
積累的數(shù)據不久就顯示Mariah冷藏系統(tǒng)消耗了了工廠三分之二電力。很明顯的,能源管理的努力應該從開始就聚焦于系統(tǒng)。這里揭示了一個長達30年之久的問題,總的成本可能達到數(shù)十萬美金。
能量監(jiān)測系統(tǒng)安裝后,當?shù)仉娏镜墓I(yè)能源工程師致電Holmes公司,通知他們Mariah公司正面臨著投資$100,000美元在新的變壓設備中中,為在夏天之前添加更多的冷藏設備作準備。而Holmes公司了解到,數(shù)據顯示該工廠已經擁有至少所需冷藏容量的兩倍。經過會議討論,工廠管理人員及工程師認識到,此舉并不解決本質問題。
"他們看到的是過去使用的情況,而我看到的是他們需要什么。"Holmes公司聲明。"我們監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據,與工廠所需能源的模型相比較,顯示即使在一年中最炎熱的天氣,工廠都有兩至三倍冷藏空間,我們需要找到為何沒有實現(xiàn)這點,而不是花費巨資在不必要的新的變壓站或冷凍機等其他事情上。"
深度剖析
最新獲得數(shù)據提供了一個重新測試工廠熱工的機會,并可能解釋為何冷藏需求無法被滿足的原因。舉例,當250磅活豬送去工廠加工,每只動物的體溫在103華氏度。管理條例要求在加工后,肉類溫度在固定時間后,降低到冷卻器或冷藏室的溫度。使用工程物理學及肉類的比熱,就可計算出工廠每天每只豬每小時需要降低的溫度,以及由此而需的冷卻。Mariah公司的冷藏系統(tǒng)可使溫熱的肉類進入不斷冷卻的狀態(tài)。也需要去除從人群、燈光、發(fā)動機、用于清洗的滾燙熱水獲得的熱量。在夏天,冷藏系統(tǒng)也要和穿透屋頂與墻壁,以及通過空氣流入室內的熱量抗衡。由于部分建筑已有75年悠久的歷史,與外界隔絕措施并不完善,工人們自然會認為這是工廠冷藏肉類困難的主要原因。但無論是什么原因,實施起來,就整個工程能量平衡而言,"進熱量"必須與"出熱量"想等。Mariah公司員工明白這點,但依舊的問題是:為何在炎熱的夏天無法充分的冷卻?
周一上午2點收集的數(shù)據,當室外溫度是-20華氏度,冷藏系統(tǒng)顯示所提供的400噸的制冷。運行需要大約600千瓦(KW)。一千瓦時(kWh)5分錢,成本是一小時30美元,或者一天720美元。但在上午2點,工廠沒開燈也沒有工人。在周五之后沒有產品可進入冷藏系統(tǒng)。在同一天,所有產品需要清潔并審核。只有冷藏系統(tǒng)在運行。
揭露問題
最終,他們意識到了問題。冷藏室的冷卻懸管具有自動解凍系統(tǒng)。解凍劑進入冷卻懸管,因此表層的冰會融化并蒸發(fā)。來自冷藏室懸管的熱蒸汽,以及之前每段懸管的自動值控制著解凍進程。如果之前的數(shù)值無法使系統(tǒng)正常工作,熱蒸汽不斷泄露進入冷藏室懸管,將產生巨大的熱量。為了與此對抗,冷藏系統(tǒng)需更多運行(使用自身出力用以支持自身需求),可能不足以支持工廠剩余的冷藏。
為了探究可行性,工程師調查工廠每段線管,并開始手動調近數(shù)值。AutoPilot監(jiān)測系統(tǒng)立即顯示每臺壓縮機的用電量,整個冷藏系統(tǒng)降低運行。(例如,冷藏系統(tǒng)以600kW啟動,最后突然降低到30kW)。當完成后,工廠冷藏裝載峰值低于200噸(從大約550開始下降),因此證實了Holmes Energy公司的觀點,即提供的冷藏液比所需的多了兩倍。
揭露的數(shù)值問題也證實了Mariah公司不需要花費100,000美元用于新變壓器(或者用于冷藏設備成千上萬的經費)。這避免了成本對Mariah公司的巨大利益影響。通過修改冷卻懸管的數(shù)值,可消除冷藏系統(tǒng)的錯誤導入,每天每小時減少工廠600kWh的電量消耗,每年可節(jié)省250,000美元。這個數(shù)值多余Mariah公司每年成本的25%。
此外,許多工人敘述Mariah公司冷藏問題已經存在近30年了。這意味著那些錯誤的數(shù)值可能已經導致超過250萬美元的電力成本。還有許多Mariah雇員的士氣損失,他們經常與保持環(huán)境安全、設備正常工作、面臨調整方針相抗衡,所有這些都被透支的冷藏系統(tǒng)所妨礙。
這些信息由基于Opto 22的AutoPilot監(jiān)測系統(tǒng)所提供,它由Holmes Energy公司設計并安裝,不僅減少了Mariah公司的運營成本,也有助于該公司提升利潤,基于工廠現(xiàn)狀,幫公司作出決定性的商務決策,而不是評估或推測。寧可用精確的管理系統(tǒng)揭示Mariah公司工程中的缺陷,而不是白白將錢花在沒有問題的地方。一旦辨別錯誤后,將對它進行改正,而面臨資金流失并倒閉的工廠也將有能力繼續(xù)經營,并將前所未有的繁榮發(fā)展。
通過大量涌入的與能量相關的,實時的數(shù)據,資金周轉是有可能的。Mariah公司提供的有效能耗監(jiān)測信息無法通過其他方式獲得。工程師們可立即從電腦屏幕或報告中讀到數(shù)據,獲得足夠信息了解之前的神秘問題。這是管理層需要授權的數(shù)據,并下?lián)芤欢ǖ馁Y金。這不僅是問題的立即補救辦法,也可取消的不必要的支出,以新的高效能源模式,整個工廠再評估與改組以提升利益。
"了解我們工廠成本與特定系統(tǒng)及區(qū)域的關系,幫助我們確定在行業(yè)內不再有競爭力"Mariah總經理Joe Brands說。"當數(shù)據顯示成本與我們運營有關,并且程度是新工廠的兩倍,那需要改善的需求非常清晰。"
"缺少監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據,我們無法了解并解決問題,"Holmes說。"完整、精確的信息,便于使用,這是非常關鍵的;它是以持續(xù)進行為基礎,創(chuàng)造和保存能量的關鍵。在嘗試解決問題前先了解問題,是非常好并且有效的方法,實時數(shù)據是確保能量系統(tǒng)正常操作、維護的關鍵,以最低總成本控制生產。